우주 탑재 태양 복사 스펙트로미터의 태양 추적 지향 기술 요구 사항을 충족하기 위해 2차원 회전대 시스템이 설계되었다. 본 논문에서는 회전대의 구조 토폴로지 최적화 설계, 유한 요소 해석 및 시험 검증을 수행하였다. 우선 기존 회전대 방안을 연구 및 비교하여 기본 지평식 구조 방식을 회전대 구조 형태로 확정하였고, 우수한 성능의 M55J 탄소 섬유 복합 재료를 회전대 구조의 주요 재료로 선택하였으며, 부품 연결을 위해 TC4 인서트를 사용하였다. 토폴로지 최적화 결과와 공학적 경험에 따라 회전대 3개의 주요 부품에 대해 판재와 보강근 구조 설계를 완료하였으며, 총 치수는 966 mm×400 mm×730 mm, 질량은 27.3 kg인 회전대 프레임을 얻었다. 이 구조에 대해 유한 요소 해석을 수행하여 회전대의 전체 기본 진동수가 58 Hz임을 얻었고, 구조의 강도 및 강성이 설계 지표 요구 사항을 만족함을 확인하였다. 마지막으로 회전대 초기 모델에 대해 기계적 저항 시험 및 열진공 시험을 수행하였다. 시험 결과 회전대 전체의 1차 진동수는 53 Hz이며, 사인 진동 전후의 기본 진동수 변화는 2% 이내, 임의 진동 전후의 기본 진동수 변화는 4% 이내이며, 진공 환경에서 정상 기능함을 나타내었다. 본 회전대 전체 구조 설계는 합리적이며 성능이 안정적이고 설계 요구 사항을 충족할 수 있다.

우주 목표 탐지; 2차원 회전대; 탄소 섬유 구조; 토폴로지 최적화; 유한 요소 해석